JPS63220308A - 水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液槽等において大量の水が上限水位に達する
までの中間水位に長時間滞留するのを防止することを目
的とした水位制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、一般的に液槽の排水設備においては液槽内に上限
水位と下限水位を検出する水位検出手段（例えば電極、
フロートスッチ等）が設けられ、上限水位に増水した際
液槽内または陸上に設置したポンプを稼働させて排水し
下限水位に減水した際ポンプの稼働を停止させるように
なっている。

この液槽の水位制御は第１４図に示すような制御回路に
よって実施されている。即ち、第１４図において、１は
Ｒ−３−Ｔ相より成る３相交流電源ＡＣに接続されたポ
ンプの電動機、２は前記電源ＡＣのＲ−Ｔ間に挿入され
た変圧器、３・４・５は変圧器２の２次側に直列に接続
された上限水位検出手段の上限水位スイッチ・下限水位
検出手段の下限水位スイッチ（いずれの水位スイッチ３
・４も増水に伴い水位を検出して開となる）・リレー、
５ａは下限水位スイッチ４と並列に接続された前記リレ
ー５の常開接点、５ｂ・５Ｃは前記電源ＡＣのＳ−Ｔ相
に接続された前記リレー５の常閉接点である。

いま、ポンプの稼働により減水し、液槽が下限水位に達
すると、下限水位スイッチ４が閉じ、既に上限水位スイ
ッチ３が閉じているため、リレー５が励磁し、常閉接点
５ｂ・５Ｃが開くとともに常閉接点５ａが閉じて自己保
持回路を形成し、ポンプの稼働を停止する（第１４図の
状態）。次に、外部から液槽へ水が流れ込み、増水する
と、先ず下限水位スイッチ４が開くが常閉接点５ａの閉
によりリレー５の励磁を保持され、さらに増水して上限
水位に達すると、上限水位スイッチ３も開くため、リレ
ー５が消磁し、常閉接点５ａを開くとともに常閉接点５
ｂ・５Ｃが閉じ、ポンプが稼働する。

（発明が解決しようとする問題点） 前述のような、液槽の水位制御による場合、液槽の水位
が下限水位に達してポンプの稼働を停止し、それから増
水しても途中で液槽への水の流れ込みが極端に減少ある
いはまったく流れ込まなくなると、液槽の水は長時間中
間水位に滞留したままとなり、水が腐敗し悪臭を放つこ
とになる。

（問題点の解決手段） 本発明による水位制御装置は、上限水位に増水した際ポ
ンプを稼働させ、下限水位に減水した際ポンプの稼働を
停止させるようにしたものにおいて、前記ポンプの稼働
停止に伴い始動するタイマーを設け、前記上限水位と下
限水位との間に中間水位を設定し、前記タイマーが所定
設定時間経過して限時動作した後に中間水位に増水した
とき、および中間水位を越えて上限水位に達するまでの
間に前記所定設定時間経過したとき、ポンプを稼働させ
るようにしたことを特徴とする。

（作用） ポンプは以下の３つの水位変動状態のいずれかにおいて
稼働する。

（１）タイマーの所定設定時間内に上限水位に達したと
き。

（２）中間水位を越え上限水位に達するまでの間にタイ
マーの所定設定時間を経過したとき。

（３）タイマーの所定設定時間経過後に中間水位に達し
たとき。

従って、液槽の水位が中間に長時間滞留して水が腐敗し
悪臭を放つという心配が無くなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１乃至１２図に基づき詳述
する。

１０は液槽で、流入口１１より水Ｗが流れ込む。

前記液槽１０の底に電動機１２ａ内蔵の水中ポンプ１２
を設置してあり、該水中ポンプ１２の揚水管１２ｂは上
方に立上り、液槽１０の上部を貫通して液槽１０外の排
水溝１３に開口しである。

１４・１５・１６は前記水中ポンプ１２の側部に取着せ
る適宜棒状プラケツ）１２Ｃのそれぞれ上部・中間部・
下部に取付けた上限水位検出用。

中間水位検出用、および下限水位検出用フロートスイッ
チで、それぞれ該フロートスイッチの傾動により開閉動
作する上限水位スイッチ１４ａ・中間水位スイッチ１５
ａ・下限水位スイッチ１６ａを内蔵し、該スイッチ１４
ａ・１５ａ・１６ａはそれぞれ検出すべき水位に達して
いない時前記フロートスイッチ１４・１５・１６が自重
で下向きに垂れ下ることにより閉じ、該フロートスイッ
チ１４・１５・１６がそれぞれの水位に達し浮上して上
向きになったときに開くようになっている。

第１図には、前記スイッチ１４ａ・１５ａが閉から開に
変化する水位をそれぞれ上限水位ＨＬおよび中間水位Ｍ
Ｌ、前記スイッチ１６ａが開から閉に変化する水位を下
限水位ＬＬとして示しである。

１７は液槽１０外に設置した電源盤で、これより導出し
たケーブル１８を水中ポンプ１２の上箱蓋１２ｄに内蔵
した制御回路１９に接続し、電動機１２ａへの給電およ
び３個のフロートスイッチ１４・１５・１６への配線を
施しである。第２図は、水位が下限水位ＬＬ以下に減水
して水中ポンプ１２が稼働を停止したときの前記制御回
路１９の状態を示す。前記制御回路１９の構成について
説明すれば、前記電動機１２ａはＲ，Ｓ、　Ｔ相より成
る３相交流電源ＡＣに接続しである。２０は変圧器で、
１次巻線２０ａを前記電源ＡＣのＲ・Ｔ相間に接続し、
２次巻線２０ｂには前記上限水位スイッチ１４ａ、中間
水位スイッチ１５ａ、下限水位スイッチ１６ａ、および
リレー２１を直列に接続しである。２１ａ・２１ｂは電
源ＡＣのＳ相およびＴ相に介在させた前記リレー２１の
常閉切換接点で、切換接点２１ａより電源ＡＣ側のＳ側
と切換接点２１ｂの開側端子との間にタイマー２２を接
続しである。２１ｃは自己保持回路を形成するための前
記リレー２１の常開接点、２２ａは前記タイマー２２の
常閉タイマー接点で、両接点２１ｃ・２２ａは互いに直
列に且つそれぞれ前記下限水位スイッチ１６ａおよび中
間水位スイ。

チ１５ａに対し並列に接続しである。前記タイマー２２
には所定設定時間りを設定してあり、タイマー２２が始
動してから前記設定時間ｔを経過したとき、限時動作と
して前記常閉タイマー接点２２ａを開くようにしである
。

次に作用につき説明する。第１２図は経時的な水位変動
パターンを示す水位変動チャートで、縦軸方向に水位、
横軸方向に時間をとっている。以下、各水位変動パター
ン毎に制御回路１９の作動を第２乃至第１２図を参照し
ながら説明する。便宜上、説明の開始点を下限水位Ｌ２
とする。このとき、制御回路１９は第２図の状態になっ
ている。

即ち、上限水位・中間水位・下限水位検出用フロートス
イッチ１４・１５・１６がいずれも自重で下向きに垂下
り、スイッチ１４ａ・１５ａ・１６ａ共閉じ、リレー２
１が励磁し、これに伴い切換接点２１ａ・２１ｂおよび
常開接点２１ｃが開き、電動機１２ａは駆動を停止して
いる。また、切換接点２１ｂがタイマー２２側に切換る
ことにより、タイマー２２が始動するが所定設定時間ｔ
を経過するまで該タイマー２２の常閉接点２２ａは閉状
態を維持する。

（１）タイマー２２の所定設定時間を内に上限水位ＨＬ
に達する水位変動パターン（水位Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ
５）の場合。

下限水位ＬＬにおける初期の水位Ｌ２から増水し、中間
水位ＭＬまでの水位Ｌ３では、下限水位検出用フロート
スイッチ１６のみが上向きに浮上してスイッチ１６ａを
開くが、スイッチ１４ａ・１５ａおよび常開接点２１ｃ
は閉のままであるため、リレー２１は励磁を維持してい
る（第３図の状態）。さらに増水して中間水位ＭＬの水
位Ｌ４に達しても、スイッチ１５ａが開くだけでタイマ
ー２２の常閉接点２２ａがまだ閉じたままであるため、
リレー２１は励磁状態を維持する（第４図の状Ｂ）。そ
して、水位が上限水位ＨＬの水位Ｌ５に達すると、上限
水位検出用フロートスイッチ１４も上向きに浮上してス
イッチ１４ａを開くため、リレー２１が消磁する。従っ
て、切換接点２１ａ・２１ｂ共電動機１２ａ側に切換り
、電動機１２ａが駆動し、水中ポンプ１２は稼働する（
第５図の状Ｂ）。このとき、常開接点２１ｃも開き、ま
たタイマー２２が消磁して経時動作を停止する（即ち、
タイマー接点２２ａはそれ以後限時動作で開くことはな
い）。

前記水中ポンプ１２の稼働により、水位が下がると（水
位Ｌ６）、先ず上限水位スイッチ１４ａが閉じ、さらに
減水して中間水位ＭＬの水位Ｌ７に達すると、中間水位
スイッチ１５ａも閉じるが、それぞれ第６図および第７
図に示すように、スイッチ１６ａの開状態と常開接点２
１ｃの開状態によりリレー２１は消磁状態を維持し、水
中ポンプ１２は稼働し続ける。そして、水位が下限水位
ＬＬの水位Ｌ２ａまで下がると、下限水位検出用フロー
トスイッチ１６が自重で下向きに垂下り、スイッチ１６
ａが閉じるため、リレー２１が励磁する。従って、第２
図の初期の状態に戻り、既述の通り、水中ポンプ１２は
稼働を停止し、代ってタイマー２２が始動する。

（ＩＩ）中間水位ＭＬを越え上限水位ＨＬに達するまで
の間にタイマー２２の所定設定時間ｔが経過する水位変
動パターン（水位Ｌ　２−Ｌ　３−Ｌ　４−Ｌ８ａ）の
場合。

水位Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４の増水に伴い制？１１回路の状態
は、前記（１）で述べた通り、第２図、第３図、第４図
のように変化する。そして、上限水位ＨＬに達する前の
水位Ｌ８ａで所定設定時間ｔが経過すると、第４図にお
いてタイマー２２の接点２２ａが開くため、中間水位ス
イッチ１５ａが開いていることと相まってリレー２１が
消磁し、第８図の状態となり、水中ポンプ１２は稼働す
る。

このとき、前記リレー２１の消磁により常開接点２１ｃ
も開く。また、水中ポンプ１２の稼働により減水して中
間水位ＭＬの水位Ｌ９に達し、スイッチ１５ａが閉じて
も、前記スイッチ１６ａおよび常開接点２１ｃの開状態
によりリレー２１の消磁を維持される。そして水位が下
限水位ＬＬの水位Ｌ２ｂまで下がると、スイッチ１６ａ
が閉じてリレー２１が励磁し第２図の初期の状態に戻る
。

（Ｉ［Ｉ）タイマー２２の所定設定時間を経過後に中間
水位ＭＬに達する水位変動パターン（水位Ｌ２−Ｌ　３
→Ｌ　１１　ａ−Ｌ　８　ｂまたは水位Ｌ２−ＬＩＯ→
Ｌｌｌｂ−Ｌ８ｃ）。

この水位変動パターンの第１の例として、水位Ｌ２から
増水して水位Ｌ３（第３図の状態）となり、その後中間
水位ＭＬに至らぬまま水位Ｌｌｌａで所定設定時間を経
過したときは第１１図の制御回路の状態となる。即ち、
第１１図に示すように、タイマー２２の限時動作により
接点２２ａが開くが、上限水位スイッチ１４ａおよび中
間水位スイッチ１５ａがいずれも閉じており、しかも常
開接点２１ｃも閉じているため、リレー２１は励磁状態
を維持する。その後、増水して中間水位ＭＬの水位Ｌ８
ｂに達すると、第１１図の状態からスイッチ１５ａが開
くため、タイマー接点２２ａが開いていることと相まっ
てリレー２１が消磁し、制御回路は第８図の状態となり
、水中ポンプ１２が稼働する。水中ポンプ１２の稼働に
より減水し、水位が下限水位ＬＬの水位Ｌ２ｃまで下が
ると、スイッチ１６ａも閉じてリレー２１が励磁し、常
開接点２１ｃが閉じ第２図の初期状態に戻る。

第２の水位変動パターンの例としては、下限水位ＬＬの
初期水位Ｌ２のまま液槽１０への水Ｗの流入がまったく
断え、下限水位検出用フロートスイッチ１６が上向きに
浮上しない水位ＬＩＯで所定設定時間ｔを経過したとき
は、第２図の状態からタイマー２２の常閉接点２２ａの
みが開くものの、中間水位スイッチ１５ａが閉じている
ため、リレー２１は励磁状態を維持する（第１０図）。

その後、増水して水位Ｌｌｌｂになると、第１１図に示
すように、スイッチ１６ａが開くだけで常開接点２１ｃ
が閉じているため、リレー２１の励磁状態は維持され、
さらに増水して中間水位ＭＬの水位Ｌ８Ｃに達すると、
制御回路は既述の第８図の状態となって、リレー２１が
消磁し、水中ポンプ１２が稼働する。同様に水中ポンプ
１２の稼働により水位が下限水位ＬＬの水位Ｌ２ｄに下
がれば、第２図の初期状態に戻って、水中ポンプ１２は
稼働を停止する。

尚、前述実施例では、水位検出手段としてフロートスイ
ッチ１４・１５・１６を使用したが、電極等信の検出手
段を用いてもよい。また前記フロートスイッチ１４・１
５・１６が下向きに垂下っているとき、それぞれのスイ
ッチ１４ａ・１５ａ・１６ａが閉じているような常閉ス
イッチとしたが、第１３図に示すように回路構成を多少
変更することにより常開スイッチを採用することも可能
である。即ち、第１３図において、制御回路１１９は、
上限水位スイッチ１１４ａ・中間水位スイッチ１１５ａ
を互いに並列に接続するとともに、これらと下限水位ス
イッチ１１６ａとリレー１２１を直列に接続し、タイマ
ー１２２をリレー１２１の常開接点１２１ａ・１２１ｂ
を介し電動機１２ａに接続し、タイマー１２２の限時動
作用常開接点１２２ａを前記スイッチ１１５ａのみに対
し直列に接続し、リレー１２１の自己保持回路として常
開接点１２１ｃを前記接点１２２ａ・スイッチ１１５ａ
およびスイッチ１１４ａに対して並列し接続しである。

また、前記制御回路１９は水中ポンプ１２に内蔵したが
、陸上の電源盤１７に内蔵させてもよい。さらに、水中
ポンプの代りに陸上、ポンプを使用しても同様に実施可
能である。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明による水位制御装置によれば
、ポンプの稼働停止に伴いタイマーを始動させ、中間水
位を越えてからタイマーが所定設定時間経過して限時動
作した際は水位が上限水位に達するまでもなくポンプを
稼働させ、また中間水位に達しないまま所定設定時間経
過した際は水位が中間水位に達すると同時にポンプを稼
働させるようにしたため、中間水位以上の大量の水が長
時間滞留して悪臭を放つ心配もなく、また流入量が多い
ときは上限水位と下限水位との間の一定水位巾でポンプ
を自動的に稼働させることができるようにしたため、液
槽近辺の環境保全を図りつつ、合理的なポンプの稼働を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第１３図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は水中ポンプを設置した液槽の断面図、第２図は制御
回路図、第３乃至第１１図は水位変動に伴う制御回路の
状態変化を示す作用説明図、第１２図は水位変動チャー
ト、第１３図は制御回路の変更例を示す第２図相当の制
御向路図である。 第１４図は従来の水位制御装置に採用した第２図相当の
制御回路図である。 図中、１０は液槽、１２は水中ポンプ、１２ａは電動機
、１４・１５・１６は上限水位・中間水位・下限水位検
出用フロートスイッチ、１４ａ・１５ａ・１６ａは上限
水位スイッチ・中間水位スイッチ・下限水位スイッチ、
２１はリレー、２２はタイマー、ＨＬは上限水位、ＭＬ
は中間水位、ＬＬは下限水位である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上限水位に増水した際ポンプを稼働させ、下限水位に減
   水した際ポンプの稼働を停止させるようにしたものにお
   いて、前記ポンプの稼働停止に伴い始動するタイマーを
   設け、前記上限水位と下限水位との間に中間水位を設定
   し、前記タイマーが所定設定時間経過して限時動作した
   後に中間水位に増水したとき、および中間水位を越えて
   上限水位に達するまでの間に前記所定設定時間経過した
   とき、ポンプを稼働させるようにしたことを特徴とする
   、水位制御装置。